DE1439347A1 - Method of manufacturing a semiconductor current gate of the pnpn type - Google Patents

Method of manufacturing a semiconductor current gate of the pnpn type

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Description

Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterstromtores vom pnpn-TypMethod for manufacturing a semiconductor current gate of the pnpn type

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterstromtores vom pnpn-Typ mit einem im wesentlichen einkristallinen Halbleiterkörper, insbesondere aus Silizium, und vier durch pn-Übergänge voneinander getrennten Zonen abwechselnden Leitungstyps. "Derartige Halbleiterstromtore werden auch als gesteuerte Gleichrichter bezeichnet. Zu ihrer Herstellung sind verschiedene Herstellungsverfahren bekannt geworden. Für gewöhnlich wird an einem scheibenförmigen Halbleiterkristall dee einen Leitungstyps, z.B. aus n-leitendem Silizium, eine Zone entgegengesetzten Leitungstyps durch Diffusion hergestellt, die den gesamten Kristall umschließt. Durch Auftrennung dieser Zone in zwei Zonen entsteht ein Dreischichtenelement, in dem eine vierte Schicht dadurchThe invention relates to a method for producing a Semiconductor current gates of the pnpn type with an essentially monocrystalline semiconductor body, in particular made of silicon, and four zones of alternating conductivity type separated from one another by pn junctions. "Such semiconductor current gates are also known as controlled rectifiers. Various manufacturing processes have become known for their manufacture. Usually, on a disk-shaped semiconductor crystal, dee becomes a conductivity type such as n-type Silicon, a zone of opposite conductivity type produced by diffusion, which surrounds the entire crystal. By dividing this zone into two zones, a three-layer element is created in which a fourth layer is created

809807/0214809807/0214

Si/BgSi / Bg

PLA 64/1142PLA 64/1142

erzeugt werden kann, daß auf die eine Flachseite eine Elektrode auflegiert wird, die Verunreinigungsmaterial enthält, das den entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp hervorrufen kann, den das Halbleitermaterial an dieser Stelle besitzt. Z.B. kann durch Eindiffusion von Aluminium, Gallium oder Bor in einen n-leitenden Grundkörper eine p-leitende Zone erzeugt werden, die durch Einätzung eines einen geschlossenen Linienzug bildenden Grabens in zwei voneinander getrennte Zonen aufgeteilt werden kann, worauf in eine dieser beiden p-leitenden Zonen eine einen η-Leitung hervorrufenden Stoff enthaltende Folie einlegiert werden kann, wodurch eine η-leitende Zone mit aufliegender Kontaktelektrode entsteht.can be produced that on one flat side an electrode is alloyed, which contains contaminant material that the can cause opposite conductivity type that the semiconductor material has at this point. E.g. can through Diffusion of aluminum, gallium or boron into an n-conductive base body creates a p-conductive zone, which divided into two separate zones by etching a trench that forms a closed line can be, whereupon in one of these two p-conductive zones a film containing an η-conduction causing substance can be alloyed, creating an η-conductive zone with overlying contact electrode arises.

Die Erfindung betrifft ein verbessertes Herstellungsverfahren eines derartigen Halbleiterstromtores, bei dem mit Hilfe einfacher und leicht durchzuführender Verfahrensschritte ein Halbleiterstromtor mit verbesserten Eigenschaften geschaffen .wird, insbesondere mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich der sogenannten Freiwerdezeit. Unter der Freiwerdezeit eines Halbleiterstromtores ist der Zeitraum zu verstehen, in dem nach dem Löschen, also Undurchlässigwerden eines Halbleiterstromtores wieder die volle Sperrspannung in Durchlaßrich- , tung an das Stromtor angelegt werden kann, ohne daß dieses von selber durchzündet, also durchlässig wird. Diese Freiwerdezeit hängt abgesehen von den äußeren Daten des Stromkreises, in den das Halbleiterstromtor eingeschaltet ist, im wesentlichen von den Eigenschaften des Stromtores im Bereich des mittleren pn-Überganges ab. Wenn sich in diesem Bereich genügendThe invention relates to an improved manufacturing method of such a semiconductor current gate, in which with the help simple and easy-to-perform method steps created a semiconductor current gate with improved properties .will, especially with improved properties with regard to the so-called release time. Under the free time one Semiconductor current gates is to be understood as the period in which after deletion, i.e. a semiconductor gate becomes impermeable again, the full reverse voltage in the forward direction, tion can be applied to the Stromtor without it igniting by itself, i.e. becoming permeable. This time off depends essentially on the external data of the circuit in which the semiconductor current gate is switched on on the properties of the current gate in the area of the middle pn junction. If there is enough in this area

80 9807/02 U _2_ BAD ORIG1NAL S i/Bg -80 9807/02 U _ 2 _ BAD ORIG 1 NAL S i / Bg -

3 - PLA 64/1H23 - PLA 64 / 1H2

Rekombinationszentren befinden, die für die Wiedervereinigung der Ladungsträgerpaare nach dem Aufhören des Stromflusses sorgen, so kann in verhältnismäßig kurzer Zeit wieder die volle Sperrfähigkeit dieses pn-Überganges hergestellt sein. Dies ist insbesondere für Anwendungsfälle des Stromtores in anderen Bereichen als dem üblichen 50- oaer 60 Hz-Betrieb wichtig, z.B. bei einem Zerhackerbetrieb oder unter ähnlichen Betriebsbedingungen. Recombination centers are located, which ensure the reunification of the charge carrier pairs after the current flow has ceased, in this way, the full blocking capability of this pn junction can be restored in a relatively short time. This is particular important for applications of the power gate in areas other than the usual 50 or 60 Hz operation, e.g. in a chopper operation or under similar operating conditions.

Die Erfindung betrifft deshalb ein Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterstromtores vom pnpn-Typ mit einem scheibenförmigen, im wesentlichen einkristallinen Halbleiterkörper, insbesondere aus Silizium, und vier durch pn-Übergänge voneinander getrennten Zonen abwechselnden Leitungstyps, üs ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß von der einen Plachseite des Halbleiterkristalls eine Rekombinationszentren bildende Verunreinigung bis zum mittleren pn-übergang eindiffundiert wird, und daß die Diffusionstemperatur nach Erreichen der vorgeschriebenen Diffusionstiefe plötzlich abgesenkt wird. Vorzugsweise wird die Diffusionstemperatur mit einer Geschwindigkeit von mehr als 50° pro Minute abgesenkt.The invention therefore relates to a method for producing a semiconductor current gate of the pnpn type with a disk-shaped, essentially single-crystal semiconductor body, in particular made of silicon, and four by pn junctions from one another separate zones of alternating conduction type, üs is characterized according to the invention in that of the one On the flat side of the semiconductor crystal, an impurity forming recombination centers diffused up to the middle pn junction becomes, and that the diffusion temperature is suddenly lowered after reaching the prescribed diffusion depth. The diffusion temperature is preferably lowered at a rate of more than 50 ° per minute.

An Hand eines Ausführungsbeispiels, aus dem weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung hervorgehen, soll diese näher beschrieben werden. In den Figuren 1 bis 6 sind die einzelnen Herstellungsstufen eines erfindungsgemäß hergestellten Stromtores dargestellt. Die Figuren 1 bis 6 zeigen die fortlaufende Vollendung eines Halbleiterstromtores ausgehend von einem einkristallinen Halbleiterkörper. Der Halbleiterkörper ist je-Using an exemplary embodiment from which further details and advantages of the invention emerge, the latter should be described in more detail to be discribed. FIGS. 1 to 6 show the individual production stages of a current gate produced according to the invention shown. Figures 1 to 6 show the continuous completion of a semiconductor current gate starting from a monocrystalline semiconductor body. The semiconductor body is

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PLA 64/1142PLA 64/1142

weils im Schnitt dargestellt. Es handelt sich um einen scheibenförmigen Halbleiterkörper, der der Deutlichkeit halber insbesondere in den Dickenverhältnissen stark verzerrt dargestellt ist. Der Maßstab für Dicke und Breite des Halbleiterkörpers ist stark unterschiedlich gewählt.because shown in section. It is a disk-shaped one Semiconductor body which, for the sake of clarity, is shown strongly distorted, in particular in terms of the thickness ratios is. The scale for the thickness and width of the semiconductor body is chosen to be very different.

Man kann z.B. gemäß Pig. 1 von einem halbleitenden Grundkörper aus beispielsweise η-leitendem Silizium mit einem spezifischen Widerstand von 20 bis 40 Ohm cm ausgehen. Der Siliziumkörper kann z.B. kreisrund sein und eine Dicke von etwa 300 /u haben. Sein Durchmesser kann z.B. 18 mm betragen. In diesen n-leitenden Grundkörper, wird von allen Seiten ein p-Leitung erzeugender Stoff eindiffundiert, z.B. Aluminium oder Gallium. Man kann beispielsweise eine Reihe derartiger Scheiben in ein Quarzrohr und gleichzeitig eine Verunreinigungsquelle in dieses Quarzrohr einbringen. Dann wird das Quarzrohr abgeschlossen und erwärmt. Hierbei diffundiert die Verunreinigung von allen Seiten in die Siliziumkörper. Z.B. kann Aluminium bei 1230° C in 35 Stunden eindiffundiert werden. Es entsteht eine p-leitende Zone von etwa 70 /U Dicke. Die Fig. 1 zeigt das Ergebnis dieses Verfahrens. Auf einem η-leitenden Bereich ruht eine diesen Bereich allseitig umschließende p-leitende Zone 3·For example, according to Pig. 1 from a semiconducting base body from, for example, η-conductive silicon with a specific resistance of 20 to 40 ohm cm. The silicon body can e.g. be circular and have a thickness of about 300 / u. Its diameter can be 18 mm, for example. In these n-type Base body, a substance that creates p-conduction is diffused in from all sides, e.g. aluminum or gallium. For example, you can put a number of such disks in a quartz tube and at the same time a source of contamination insert this quartz tube. Then the quartz tube is closed and heated. The impurity diffuses here from all sides into the silicon body. E.g. aluminum can be diffused in at 1230 ° C in 35 hours. It arises a p-type zone about 70 / U thick. Fig. 1 shows the result of this procedure. A p-type which surrounds this area on all sides rests on an η-conductive area Zone 3

Man kann auch Aluminium und Gallium gleichzeitig oder nacheinander eindiffundieren, z.B. Aluminium bei 1230 CS Stunden lang und danach Gallium etwa 30 Stunden lang, wobei die Galliumquelle auf 950° C gehalten wird und die Siliziumscheiben auf einer Temperatur von 1230° C gehalten werden.You can also use aluminum and gallium at the same time or one after the other diffuse in, e.g. aluminum at 1230 CS hours and then gallium for about 30 hours, with the gallium source is kept at 950 ° C and the silicon wafers on a temperature of 1230 ° C are maintained.

BADBATH

8Q98Q7/02U ,8Q98Q7 / 02U,

PL'A 64/1142PL'A 64/1142

Danach wird auf den Halbleiterkörper ein RekombinationsZentrenA recombination center is then placed on the semiconductor body

J bildender Stoff aufgedampft. In Fig. 2 ist dargestellt, daß dieser Stoff auf die eine Flachseite des scheibenförmigen Halbleiterkristalls als Schicht 4 aufgedampft ist. Es können zu diesem Zweck Gold, Eisen, Mangan, Kupfer und Zdnk verwendet werden. Im vorliegenden Beispiel sei angenommen, daß Gold aufgedampft wurde. Die Dicke des Goldes kann zwischen 0,1 bis 0,5 /U liegen. Sie beträgt vorzugsweise 0,2 yu. Danach wird durch einen ErwärmungsVorgang dieses Gold in den Halbleiterkörper eindiffundiert. Der Halbleiterkörper wird z.B. unter Schutzgas oder im Vakuum auf etwa 820° C erwärmt und etwa 20 Minuten auf dieser Temperatur belassen. Das Gold verteilt sich hierbei in dem Halbleiterkörper und dringt etwa' bis zu einer solchen Tiefe vor, daß der Zustand, wie er in Fig. 3 dargestellt ist, erreicht wird. Das Gold, das in dem punktierten Bereich des Halbleiterkristalls verteilt sein soll, hat von der einen Flachseite des Halbleiterkörpers ausgehend auf dieser Seite die gesamte Zone 3 und weiter die gesamte Zone 2 durchdrungen und erfüllt auf der anderen Seite ebenfalls noch einen kleinen Bereich der dort befindlichen Zone 3, so daß der pn-übergang zwischen den Zonen 2 und 3 an dieser Stelle mit Rekombinationszentren überschwemmt ist.J forming substance vapor-deposited. In Fig. 2 it is shown that this substance on one flat side of the disk-shaped Semiconductor crystal is vapor-deposited as layer 4. Gold, iron, manganese, copper and zinc can be used for this purpose will. In the present example it is assumed that gold was vapor deposited. The thickness of the gold can be between 0.1 to 0.5 / U. It is preferably 0.2 yu. Thereafter is this gold into the semiconductor body by a heating process diffused. The semiconductor body is heated to around 820 ° C under protective gas or in a vacuum, for example leave at this temperature for about 20 minutes. The gold is distributed in the semiconductor body and penetrates about ' to such a depth that the state as shown in Fig. 3 is reached. The gold that is in the dotted area of the semiconductor crystal is to be distributed, has starting from the one flat side of the semiconductor body on this side the entire zone 3 and further the entire zone 2 penetrated and fulfilled on the other side also a small area of zone 3 located there, so that the pn junction between zones 2 and 3 at this point is inundated with recombination centers.

Es hat sich hierbei herausgestellt, daß die Geschwindigkeit, mit der diese Temperaturbehandlung abgebrochen wird, eine entscheidende Rolle spielt. V/enn man nach der Wärmebehandlung bei 820° C eine langsame Abkühlung vornimmt, so tritt nicht der Erfolg ein, der dann erzielt wird, wenn man von derIt has been found here that the speed with which this temperature treatment is terminated, a plays a decisive role. If a slow cooling is carried out after the heat treatment at 820 ° C, this does not occur the success that is achieved when one of the

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- 5. - . Si/Bg- 5. -. Si / Bg

PLA 64/1142PLA 64/1142

Temperatur 820° C plötzlich, zur Zimmertemperatur absenkt. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, durch, künstliche Kühlung, beispielsweise durch Überleiten von Schutzgas, eine sehr plötzliche Absenkung der Temperatur vorzunehmen„ So kann man beispielsweise den Halbleiterkörper in einer kleineren Zeit als 5 Minuten, z.B. 4 Minuten, von 820° C auf 20° C abkühlen. Die Geschwindigkeit des Temperaturabfalls wird vorzugsweise größer als 50° pro Minute, z.B. zunächst zu 100° pro Minute gewählt.Temperature 820 ° C suddenly drops to room temperature. It has proven to be expedient to use artificial cooling, for example by passing protective gas over it, a to undertake a very sudden lowering of the temperature “So For example, the semiconductor body can be raised from 820 ° C in less than 5 minutes, e.g. 4 minutes Cool down to 20 ° C. The rate of temperature drop is preferably greater than 50 ° per minute, e.g. initially selected to be 100 ° per minute.

Die Wirkung dieses Verfahrens kann man sich so vorstellen, daß durch die plötzliche Abkühlung ein. plötzliches Einfrieren des erreichten Zustandes bewirkt wird. Im Real— kristall sind stets eine gewisse Anzahl von.Versetzungen vorhanden, und es ist deshalb anzunehmen, daß bei langsamer Abkühlung sich die Atome des eingebrachten Stoffes, also · beispielsweise die G-oldatome, wegen mangelnder Löslichkeit • an den Versetzungen sammeln. Die zunächst vorhandene gleichmäßige Verteilung wird dadurch aufgehoben und damit auch die erwünschte Wirkung. Wird nun gemäß der Erfindung eine plötzliche Absenkung der Temperatur vorgenommen, so können sich die Goldatome nicht mehr an den Versetzungen sammeln, sondern frieren an dem Ort ein, an dem sie sich gerade befinden. ■ .The effect of this process can be imagined as that by the sudden cooling one. sudden freezing of the reached state is effected. In real— crystal are always a certain number of dislocations present, and it can therefore be assumed that the atoms of the introduced substance, i.e. for example the gold atoms, because of their lack of solubility • collect at the dislocations. The initially existing even distribution is thereby canceled and thus also the desired effect. If a sudden lowering of the temperature is carried out according to the invention, so the gold atoms can no longer collect at the dislocations, but freeze at the place where they are are currently located. ■.

Nach der Eindiffusion des Goldes kann sich noch ein Rest des Goldes auf der einen Flachseite befinden. In den meisten Fällen ist es nicht-notwendig, dieses Gold zu entfernen.After the gold has diffused in, a remainder of the gold may still be on one flat side. In most In some cases it is not necessary to remove this gold.

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- 6 - . Si/Bg- 6 -. Si / Bg

T PLA 64/1142 T PLA 64/1142

In Pig. 4 ist ein weiterer Verfah.renssch.ritt dargestellt, lind zwar ist auf die Seite des Halbleiterkörpers, von der aus das Gold eindiffundiert wurde, eine Aluminiumfolie 5 aufgelegt, die z.B. 50 /U dick sein kann. Auf die andere Flachseite des Halbleiterkörpers ist eine Bor enthaltende Goldfolie 6 von z.B. 5mm Durchmesser aufgelegt, während eine diese ringscheibenförmig umschließende Goldfolie 7 als Dotierungsstoff Antimon enthält. Beide Dotierungsfolien können etwa 45 /U dick sein. Durch eine Erwärmung auf etwa 750° G können die Folien 5» 6 und 7 einlegiert werden, wodurch ein Bauelement gemäß Pig. 5 entsteht. Eine aus der Aluminiumfolie 5 entstandene Elektrode 15 bedeckt die eine Flachseite der Zone 3, während eine aus der Folie 6 entstandene Elektrode 16 auf der anderen Seite die Zone 3 kontaktiert. Aus der Folie 7 ist eine Elektrode 17 entstanden, die auf einer neu entstandenen Zone 18, die η-Leitung zeigt, ruht.In Pig. 4 a further procedural step is shown, lind is on the side of the semiconductor body from which from which gold has diffused in, an aluminum foil 5 is placed, which can be 50 / U thick, for example. On the other flat side of the semiconductor body, a boron-containing gold foil 6 with a diameter of, for example, 5 mm is placed, while one of these Gold foil 7 enclosing annular disk-shaped contains antimony as a dopant. Both doping foils can be 45 / U thick. By heating to about 750 ° G you can the foils 5 »6 and 7 are alloyed in, creating a component according to Pig. 5 is created. One from the aluminum foil 5 The electrode 15 produced covers one flat side of the zone 3, while an electrode 16 produced from the film 6 on the other hand, zone 3 contacted. An electrode 17 has arisen from the film 7, which electrode is on a newly arisen Zone 18, which shows the η line, is at rest.

In Pig. 6 schließlich ist der letzte Verfahrensschritt zur Herstellung des Halbleiterbauelements dargestellt, der darin besteht, daß der gesamte Rand des scheibenförmigen Halbleiterkörpers entfernt wird, z.B. durch Abfräsen oder Sandstrahlen. Hierdurch wird die Zone 3 in die beiden Zonen 13a und 1 yb aufgetrennt, und es entsteht ein Vierschichten-Halbleiterkörper. Dieser weist die äußeren Zonen 13b und 18 auf, sowie die beiden inneren Zonen 2 und 13a. Der mittlere pn-übergang zwischen den Zonen 2 und 13a ist, wie mit der Erfindung angestrebt wurde, mit Rekombinationszentren versehen, die zur Verkürzung der Freiwerdezeit beitragen können. Die Elektro-In Pig. 6 is the last step in the process Manufacture of the semiconductor component shown, which consists in the fact that the entire edge of the disk-shaped semiconductor body removed, e.g. by milling or sandblasting. As a result, zone 3 is divided into two zones 13a and 1 yb separated, and there is a four-layer semiconductor body. This has the outer zones 13b and 18, as well the two inner zones 2 and 13a. The middle pn junction is between the zones 2 and 13a, as aimed at with the invention was provided with recombination centers, which can contribute to shortening the release time. The electric

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- 7 - Si/Bg- 7 - Si / Bg

PLA 64/1142PLA 64/1142

den 15 und 17 dienen als Anschlüsse an den beiden äußeren Schichten des Halbleiterstromtores, während die Elektrode als Zündelektrode für die Zuführung eines Zündstromes, der den pn-übergang zwischen den Zonen 13a und 18 durchfließen soll, dient.15 and 17 serve as connections to the two outer layers of the semiconductor current gate, while the electrode as an ignition electrode for supplying an ignition current which flows through the pn junction between zones 13a and 18 is supposed to serve.

Nach der Fertigstellung kann das gesamte Halbleiterbauelement in gewohnter Weise geätzt und in eine Halbleiterkapsel eingebracht werden. Das Bauelement kann z.B. mit den Gehäuseteilen durch Legierung oder aber auch durch Druckkontakte verbunden werden.After completion, the entire semiconductor component can be etched in the usual way and introduced into a semiconductor capsule will. The component can e.g. with the housing parts by alloying or by pressure contacts get connected.

Selbstverständlich sind verschiedene Abwandlungen von dem beschriebenen Beispiel möglich.. So können z.B. verschiedene Verfahrensschritte vertausch^ werden, z,B. kann die Auftrennung der Zone 3 in die Zonen 1 ;)a und 13b in einem früheren Zeitpunkt des Verfahrens vorgenommen werden. Es besteht auch die Möglichkeit, den Rekombinationszentren bildenden Stoff von der anderen Flachseite des Halbleiterkörpers her einzudiffundieren. Dies bringt den Vorteil, daß der Weg, den das einzudiffundierende Material bis zu der Stelle, an der es sich später befinden soll, zurückzulegen hat, kürzer ist. Es bringt aber den Nachteil, daß auf der Seite des Halbleiterkörpers, auf der später die Elektroden 16 und 17 sich befinden, eine verhältnismäßig hohe iiandkonzentration des. eingebrachten Rekombinationszentren erzeugenden Verunreinigungsstoffes vorhanden ist. Various modifications of what has been described are of course possible Example possible .. For example, different process steps can be exchanged, e.g. can the separation from zone 3 to zones 1;) a and 13b at an earlier point in time of the procedure. There is also the possibility of the substance forming the recombination centers diffuse into the other flat side of the semiconductor body. This has the advantage that the path that is to be diffused Material is shorter to the point where it should later be located. It but has the disadvantage that on the side of the semiconductor body on which the electrodes 16 and 17 will later be located, a relatively high concentration of the Recombination center producing contaminant is present.

809807/02 U809807/02 U

6 Figuren6 figures

SAD ORIGINALSAD ORIGINAL

3 Patentansprüche- "3 claims- "

- 8 - Si/Bg- 8 - Si / Bg

Claims (3)

PatentansprücheClaims 1. Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterstromtores vom pnpn-Typ mit einem scheibenförmigen, im wesentlichen einkristallinen Halbleiterkörper, insbesondere aus Silizium, und vier durch pn-Üb eingang e voneinander getrennten Zonen abwechselnden Leitungstyps, dadurch gekennzeichnet, daß von der einen Flachseite des Halbleiterkristalls eine Rekombinationszentren bildende Verunreinigung bis zum mittleren pn-übergang eindiffundiert wird, und daß die Diffusionstemperatur nach Erreichen der vorgeschriebenen Diffusionstiefe plötzlich abgesenkt wird.1. A method for manufacturing a semiconductor current gate from pnpn type with a disk-shaped, essentially monocrystalline Semiconductor body, in particular made of silicon, and four zones separated from one another by pn-Ub input e alternating conduction type, characterized in that one flat side of the semiconductor crystal is one Recombination centers forming impurity is diffused up to the middle pn junction, and that the Diffusion temperature is suddenly lowered after reaching the prescribed diffusion depth. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Halbieiterkristall Gold aufgedampft und danach durch Erwärmung des Halbleiterkristalls eindiffundiert wird.2. The method according to claim 1, characterized in that gold is vapor-deposited onto the semi-conductor crystal and thereafter is diffused in by heating the semiconductor crystal. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur nach Erreichen der vorgeschriebenen Diffusionstiefe mit einer Geschwindigkeit von mindestens pro Minute abgesenkt wird.,3. The method according to claim 1, characterized in that the temperature after reaching the prescribed diffusion depth with a speed of at least is lowered per minute., 809807/02U " - 9 - Si/Bg809807 / 02U "- 9 - Si / Bg
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3356543A (en) * 1964-12-07 1967-12-05 Rca Corp Method of decreasing the minority carrier lifetime by diffusion
US3473976A (en) * 1966-03-31 1969-10-21 Ibm Carrier lifetime killer doping process for semiconductor structures and the product formed thereby
US3487276A (en) * 1966-11-15 1969-12-30 Westinghouse Electric Corp Thyristor having improved operating characteristics at high temperature
DE1614410B2 (en) * 1967-01-25 1973-12-13 Siemens Ag, 1000 Berlin U. 8000 Muenchen Semiconductor component
US3507051A (en) * 1968-02-26 1970-04-21 Willard R Calvert Regeneration process
GB1196576A (en) * 1968-03-06 1970-07-01 Westinghouse Electric Corp High Current Gate Controlled Switches
US3466509A (en) * 1968-03-26 1969-09-09 Hewlett Packard Co Photoconductor material and apparatus
US3860947A (en) * 1970-03-19 1975-01-14 Hiroshi Gamo Thyristor with gold doping profile
US3662232A (en) * 1970-12-10 1972-05-09 Fmc Corp Semiconductor devices having low minority carrier lifetime and process for producing same
US3874956A (en) * 1972-05-15 1975-04-01 Mitsubishi Electric Corp Method for making a semiconductor switching device
JPH0691244B2 (en) * 1984-04-27 1994-11-14 三菱電機株式会社 Gate turn-off thyristor manufacturing method
US4717588A (en) * 1985-12-23 1988-01-05 Motorola Inc. Metal redistribution by rapid thermal processing
MX9604872A (en) 1995-10-27 1997-04-30 Basf Corp Polyol compositions containing high levels of silicone containing surfactant polymer to improve flame retardance and aged k-factors of polyurethane foams.

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2827436A (en) * 1956-01-16 1958-03-18 Bell Telephone Labor Inc Method of improving the minority carrier lifetime in a single crystal silicon body
NL240883A (en) * 1958-07-17
NL241982A (en) * 1958-08-13 1900-01-01
US3272661A (en) * 1962-07-23 1966-09-13 Hitachi Ltd Manufacturing method of a semi-conductor device by controlling the recombination velocity

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